Question

15．如圖所示，足夠大的光滑水平面上靜止放著一個(gè)長為L=1m，質(zhì)量為M=2kg的長方形木板，一個(gè)質(zhì)量為m=4kg的鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在木板的左端，現(xiàn)用一個(gè)水平恒力F=20N向右拉鐵塊，木板隨之開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)的木板有水平向右的加速度a=2m/s²，求：
（1）鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
（2）木板可獲得的最大速度．

Answer 1

分析 （1）對(duì)木板根據(jù)牛頓第二定律列方程求解動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）對(duì)m根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大小，根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系求解滑離木板的時(shí)間，再對(duì)木板根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系求解最大速度．

解答 解：（1）設(shè)m與M之間的摩擦力為f，M的加速度為a
對(duì)木板根據(jù)牛頓第二定律可得μmg=Ma
解得：$μ=\frac{Ma}{mg}=\frac{4}{40}=0.1$；
（2）設(shè)m的加速度為a₁，經(jīng)t時(shí)間m、M分離
對(duì)m根據(jù)牛頓第二定律可得：F-f=ma₁
解得：a₁=4m/s²
根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系可得：$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}-\frac{1}{2}{at}^{2}=L$，
解得：t=1s，
根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系可得：v=at=2m/s．
答：（1）鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1；
（2）木板可獲得的最大速度為2m/s．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題，關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況，利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算公式求解加速度，再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答；知道加速度是聯(lián)系靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁．